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專技高考申論題 112年 [土木工程技師] 大地工程學(包括土壤力學、基礎工程與工程地質)

第 二 題

📖 題組:
近期已通車使用之新北市安坑三孔隧道,它包含中間之輕軌隧道及平行鄰接兩邊之公路隧道。當初施工時以五孔隧道方式進行開挖施工,完成後為鄰接之三孔隧道。 (一)試說明為何不將此三個平行隧道獨立分開,而規劃此三個隧道相連鄰接在一起的可能原因?(5 分) (二)試繪橫斷面圖說明當初以五孔隧道開挖之配置關係及以五孔隧道進行開挖可能原因及目的為何?(10 分) (三)施工可能面臨工程地質之挑戰有那些(就土地徵收面積、覆土深度、隧道洞口等方面)?(10 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (二)

試繪橫斷面圖說明當初以五孔隧道開挖之配置關係及以五孔隧道進行開挖可能原因及目的為何?(10 分)

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遇到連拱隧道或超大斷面隧道開挖題型,應立刻聯想「化大為小」的施工原則(如中導坑工法或眼鏡工法)。解題需先以斷面示意圖釐清「先挖中隔牆導坑(2孔),再挖主隧道(3孔)」的空間配置關係,接著從開挖面穩定性(力學機制)、地表沉陷控制及施工安全性三個面向,論述分區分階開挖的目的。

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【破題】 安坑三孔隧道為超大跨度之連拱隧道,所謂「五孔隧道開挖」實質上為「三個主坑+兩個中導坑」之多階展開開挖工法。藉由分區開挖,能有效控制大斷面開挖帶來的大地應力驟變與變形。 【論述】

小題 (一)

試說明為何不將此三個平行隧道獨立分開,而規劃此三個隧道相連鄰接在一起的可能原因?(5 分)

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本題考查隧道工程規劃選線的實務考量。看到平行/鄰接隧道,應立刻聯想「用地徵收範圍」、「隧道間距與岩柱穩定性」、「路線線形需求」及「地形地貌(覆土厚度、洞口腹地)」等工程與環境限制因素。

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【破題】 本工程將輕軌與公路隧道規劃為三個相連鄰接的隧道(類似多連拱隧道結構),而非三個獨立分開的隧道,主要係基於用地限制、地形條件及工程整體效益之綜合考量。 【論述】

小題 (三)

施工可能面臨工程地質之挑戰有那些(就土地徵收面積、覆土深度、隧道洞口等方面)?(10 分)

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考生看到此題應緊扣題目指定的三個面向:「土地徵收面積」、「覆土深度」、「隧道洞口」進行發散。思考時需結合大斷面/多孔隧道、淺覆土隧道(缺乏拱效應)以及洞口風化破碎帶的大地工程常見問題(如偏壓、沉陷、鄰損),並運用工程地質與土力學術語(如拱效應、偏壓作用、地表沉陷)進行結構化論述。

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【破題】 安坑三孔(施工期為五孔)隧道屬於大斷面且結構複雜之隧道工程,通常位於都會周邊或淺山區,其施工過程中受限於地形、地質與周邊環境,面臨諸多大地工程與工程地質挑戰。 【論述】

📝 連拱隧道中導坑工法
💡 利用「先建牆、後成拱」原則,化大為小以確保隧道結構穩定。

🔗 五孔隧道連拱施工邏輯

  1. 1 先挖中導坑 — 於中隔牆預定位置先行開挖小斷面導坑。
  2. 2 構築中隔牆 — 在導坑內澆築鋼筋混凝土牆,建立支撐基礎。
  3. 3 主隧道開挖 — 分階開挖左、中、右主隧道,降低解壓速率。
  4. 4 頂拱落載 — 主隧道支撐直接落於中隔牆,形成穩定結構。
🔄 延伸學習:延伸學習:中隔牆的差異沉陷控制與接縫防水處理技術。
🧠 記憶技巧:先挖小導坑,預築中隔牆;化大為小好支撐,地表沉陷不再狂。
⚠️ 常見陷阱:容易忽略中導坑的主要目的是「提供施工空間以建造中隔牆」,而非僅是導流或排水。
連拱隧道 (Multi-arch Tunnel) 新奧工法 (NATM) 淺覆土隧道施工 地層應力重分配

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